SE432758B - Form for formning av glas samt sett att framstella densamma - Google Patents

Description

so' 'Yfšüfäššü-ë 2 av bullret är en primär fördel för föreliggande uppfin- ning. lPâ senare tid har man med viss framgång försökt kyla glasformar med vätskor, såsom vatten. Ett exempel på ett sådant framgångsrikt vattenkylt formsystem be- skrivs i US PS 3 887 350. I detta patent beskrives vat- Ktenkylning av en forminläggshållare med en hylsa av en kom- bination' av asbest och graf it , vilken hylsa är placerad mellan hâllaren och forminlägget. Varje formenhet är sammansatt av tre större delar, ett forminlägg, som har en hålighet, en spärrhylsa för partiell värmeöverföring och en vatten- 'kyld inläggshållare. Dessa tre element är sammanfogade till en sammansatt enhet. Vid kylningen av glasformarna är det viktigt att värme ej avlägsnas för snabbt eller på ett okontrollerat sätt, eftersom om formens formnings- yta blir för kall kan sprickor bildas i den färdiga be- hållaren eller kan ojämn kylning leda till tjocka ytor, som man ej önskar. Om man använder en isolerande hylsa såsom visas i detta patent, erhålles en jämnare tempe- raturfördelning på formningsytan.

Ett annat kylningssystem beskrivis i US PS 4 009 017.

I detta speciella patent beskrives formhållaren såsom _ innehållande en bädd av partikulärt material, såsom järn- kulor, med ett system för fluidisering av denna bädd av' järnkulor och i kombination med denna anordning ett vät- skesystem för åstadkommande av kylning av järnkulorna.

Den fluidiserade bädden uppges ge relativt hög värme- överföring, och bädden är tämligen isolerande då den ej fluidiseras.

Den angivna US PS 3 887 350, som beskriver en glas- form, där man på ett reglerbart sätt avlägsnar värme och där ett Värmeisolerande skikt är placerat mellan den glas- formande ytan och kylvattenledningen, anger flera material för detta isolerade skikt, men asbestväven uppges vara det lämpligaste materialet. Föreliggande uppfinning kan betraktas såsom en förbättring av den uppfinning, som be- skrives i US PS 3 887 350, därigenom att föreliggande upp- finning avser ett förbättrat spärrmaterial och en för- vsoaszoéa 3 bättrad konstruktionsmetod, som lätt kan genomföras för att ge önskad grad av värmeisolerande egenskaper på ett reglerbart och reproducerbart sätt.

Man har nu funnit att såsom ett medel att undvika variationer i värmeledningsförmåga hos existerande mate- rial, som kan användas i skiktform och för att åstadkomma ett system, som är mindre känsligt för monteringstekniker för tillverkning av vattenkylda formenheter på det sätt som utläres av den tidigare diskuterade teknikens stånd- punkt, erbjuder användning av pressat partikulärt material en attraktiv lösning. Då man övervägde valet av partikel- formigt material med avseende på deras värmeledande egen- skaper undersöktes materialets form liksom dess samman- sättning. Många viktiga faktorer kom fram och utformr ningen vid användning av det partikelformiga materialet såsom värmeväxlingsspärr av reproducerhar karaktär beaktades. e Man konstaterade att ett värmeöverföringsrör skulle vara en utformning som var klart lämpat för standardrepro- duktion med hänsyn till val av pulver och presstryck för att åstadkomma ett visst bortskaffande av värme från en formande hålighet. Värmeöverföringsrör med pressat pulver kan tillverkas av ett stort antal pulvermaterial. Metal- ler, grafit, sand och olika oorganiska material användes med framgång. Rör med värmeledningsförmåga från 0,6 för diatomacêjord till 237 kJ/m.h.°C för grafit ger värmeöver- föringskoefficienter från 327-6648 kJ/m2.h.°C.

Då det är frågan om pulveriserat, partikelformigt material såsom medium för användning i samband med formar med höga värmepåfrestningar har system med medelhög till hög ledningsförmåga erhållits med aluminium- eller grafit- pulver, som tillsats till rostfritt stål eller nickelpul- ver. Dessa kombinationer har i varierande mängder givit utmärkta resultat för värmeledningsförmågan inom inter- vallet 3,1 till 49,9 kJ/m2.h.°c. system med låg värmeiea- ningsförmåga har uppnåtts med grafitpulver, som tillsatts till diatomacšjord med värmeledningsförmågor från 0,6 till 4,4 ka/m2.n.°c. ' vsøšssn-4 4 7 Användningen av värmeöverföringsrör anses ha många fördelar jämfört med en plan SkiVf0rmäå iS0lät0r därigenom att de lätt kan tillverkas och har god repro- ducerbarhet. Provningen av pulvrets värmeledningsförmåga kan göras på stora satser med pulver och antingen kan presstrycket eller pulvrets sammansättning inställas så att man får exakt den önskade ledningsförmågan. Vidare är ej maskinbearbetningen av formdelarna kritisk för form- kylningssystem med rör för att man skall få i förväg valda resultat. U Föreliggande uppfinning förstås bättre genom för- klaringen av följande exempel, som särskilt avser tekni- ker och metoder, som användes för framställning av värme- överföringsrör med pulveriserad metall i en provanordning.

Provanordningen och kylningssystemet överensstämmer nära med det sätt, på vilket uppfinningen fungerar då den tillämpas på en glasform eller hållare. Provanordningen hade formen av metalliska provblock, i vilket ett verti- kal hål eller en vertikal passage med diametern l2,7 mm var borrad på det sätt, som visas i figurerna 3 och 5.

Ett rör av rostfritt stål med diametern 6,4Jmm var anordnat koaxialt inom passagen, och bildade därigenom en ring- formad kammare. Denna ringformade kammare fylldes sedan med pulveriserad metall, såsom -lO0 mesh, mindre än 0,l5nm 3l6LSS-pulver.3l6LSS-pulver är ett pulver av rostfritt stål från Glidden; det är emellertid en produkt, som kan er- hållas från andra källor. Detta pulver av rostfritt stål pressades i l cm3 portioner med en press, som passade den ringformade kammaren med ett presstryck på 207 MPa.

Blockkombinationen installerades sedan i en isolerad kammare och värmdes elektriskt medan kylvatten strömmade genom innerröret. De data, som ges tabell l nedan, erhölls under en period på flera timmar, såsom anges, och för- klaringen av asteriskerna (2), återfinnes efter tabellen.

Resultaten visade rörets värmeöverföringsegenskaper och demonstrerar det förväntade resultatet om uppfinningen till- lämpas på flera rör, som omger en glasform. Det väsentligen konstanta värdet på_kp som erhölls efter de två första av- ss' läsningarna var: Rp TYPISKA MÄTNINGAR PÅ VÄRMEÖVERFÖRINGSRÖRET 0 09530-4 = 7,364, som tas såsom slutvärde.

TABELL 1 Material: 3l6L rostfritt stål, mindre än 0,15 mm (-100 mesh), packat i 1 cma portioner vid 207MPa.

Rör: 6,4 mm SS3l6-rör i ett 12,7 mm hål.

Tid 9:15 9:20 9:35 i* :40 :45 :55 :59 :EX 11:30 _ 11:35 11:42 11:45 12:15 12:20 12:30 12:34 Uo kJ m2.?C.h. 1462 1469 1291 1287 1289 1291 1274 1272 1279 1287 1291 1281 1195 1297 1279 1283 1293 1297 in. kJ m.°C.h. 8,729 8,760 7,395 7,370 7,376 7,401 7,z7o 7)2s4 7,307 7,364 7,388 7,326 7,426 7,451 7,307 7,332 7,407 7,445 så 7809550-4 6 x Värmechockat genom att vatten avlägsnas från sys- temet i 5 min. xx Värmechockat gemmnattblocket kylts till 82°C och därefter åter uppvärmts.

Den totala värmeöverföringskoefficienten Uo är base- rad på ytan av det hål, som borrats i formen. Uo kan er- hållas ur vari - ä UC r följande samband: _ 1 Uo ~ Ab_ + Ab Art AbAr Aihi ktAt kp AP den totala värmeöverföringskoefficienten baserad på håldiametern (borrad i formen), kJ/m2.°C.h.

-Ab är -hi är metall -A. är 1 -kt ar -At ar på den ytområdet för det hål, som borrats i formen, mzi- värmeöverföringskoefficienten för vatten till ka/m2.°c.n. rörets inneryta (i kontakt med vatten), m2 metallrörets värmeledningsförmåga, kJ/m2.h.°C/m metallrörets effektiva värmeföringsyta baserad logaritmiska medelradien, m2, -Art är metallrörets tjocklek, m -k är -AP är metallpulvrets värmeledningsförmåga, kJ/m2.h.°C/m den effektiva värmeöverföringsytan för pulvret,m2 -Arp betecknar pulvertjockleken i m.

Då provanordningen kördes beräknades kp ur följande ekvationer: Q = m cp (T2 - Ti) (1) h. = 0,023 D.G 0.8 C 1 .L .nu 1/3 . (n kw <2) U' = Q ¶DoL Tb - TL + T2 (3) 78095 <5ii~ .cs 7 Uå = l (4) Do + D°Art + DoAr + DoArp Dihi Dt kt Dp kp Db kb betecknar vattnets värmekapacitet kJ/kg.°C, betecknar den logaritmiska medeldiametern i 'blockmetallen, mellan termoelementen och det borrade hålet, m, betecknar metallrörets innerdiameter, m, betecknar diametern hos det hål, som borrats i blocket, m, I _ betecknar den logaritmiska medeldiametern för "pulver"-isolatorn, m, _ betecknar den totala värmeöverföringskoefficiene ten mellan blocket vid platsen för termoelementet och vattnet, räknat på diametern av det hål, som är borrat i provblocket. betecknar den logaritmiska medeldiametern för metall-vattenröret, m, betecknar vattnets hastighet i röret, kg/m2.h, betecknar värmeöverföringskoeffienten från vatten till röret, kJ/mz .h.°c, betecknar värmeledningsförmågan för metallblocket, ka/m.h.°c, betecknar värmeledningsförmågan för "pulver"- isolatorn, kJ/m.h.°C, betecknar metallrörets värmeledningsförmâga, kJ/m.h.°c, betecknar vattnets värmeledningsförmåga, kJ/m.h.°C, betecknar värmeöverföringsytans längd, m, betecknar vattnets strömningshastighet, kg/h, betecknar tjockleken hos metallblocket mellan ter- moelementet och det hål, som är borrat i blocket,m, betecknar "pulver"-insolatorns tjocklek, m, betecknar vattenrörväggens tjocklek, m, betecknar temperaturen hos de vatten, som strömmar in i värmeöverföringsytan, °C, 78Û953Ü-ë _8 T2 ibetecknar temperaturen hos det vatten, som strömmar ut från värmeöverföringsytan, °C, Tb betecknar blockets medeltemperatur, °C.(Arb mätt utanför det borrade hålet).

För att pröva huruvida man kunde använda andra i metallpulver valdes andra material. Den ovan beskrivna provanordningen användes, och hålet eller passagen hade åter en diameter på 1,27 cm med ett koaxialt anordnat rör av rostfritt stål med en yterdiameter på 0,64 cm, vilket rör sträckte sig genom passagen och den bildade ' ringformiga kammaren fylldes med rent aluminumpulver.

Man bör observera att pressningstrycket på 99,2 MPa är mindre än trycket i det tidigare exemplet. Man kan se att ledningsförmågan började med ett mycket högt värde och -sjönk snabbt. Det syntes instabilt och t o m öka en gång efter värmechock. Rent nickel uppvisade också detta be* teende och gav ojämna värden. Ingetdera materialet an- sågs ha de önskade egenskaperna för ett bra värmeöver- föringsrör. _ Blandningar av olika metallpartiklar ger vidare såf som angivits vissa förutsägbara resultat och metaller och svârsmälta oxidblandningar har också prövats. Svårsmälta oxidpulver och pulveriserad grafit ger viss framgång. Vad beträffar de svårsmälta oxiderna bör framhållas att oorga- naska pulver, såsom talk och den tidigare beskrivna dia- tomacëjorden, är möjliga material att använda såsom parti- kelformigt material i isolerande rör. vaoflszø-r 9 TABELL 2 MÄTNING AV PRESTANDA FÖR ETT INSTABILT VÄRMEÖVERFÖRINGSRÖR Material: 0,lO mm (-60+l5O mesh), packat i l cm3 portioner vid 99,9 MPa.

SS3l6 rör (ytterdiameter 0,6 cm) i ett hål med diametern 1,3 cm Referens: blocktemperatur 343°C, vatten 29°C Rör: kJ kJ m2.°c.h. ' m.°c.n. 4:10 fm 3375 36,22 4:15 3414 37,05 1 4:30 2465 19,32 4:35 2393 18,36 xx nästa dag 2723 23,11 2755 23,71 X 11:30 em 2309 17,26 11:33 2299 17,14 xx 12:20 2207 16,04 12:22 2214 16,17 2 12:36 2003 13,79 2007 13,81 x värmechock genom avvattning i 5 min. xx värmechock genom kylning till 82°C och återuppvärmning.

Andra metallpulver, liksom blandningar av sådana pul- ver med grafit, provades. Provningar med opressad koppar 31688, nickel- och aluminiumpulver genomfördes och visade sig svåra att upprepa, eftersom graden av prešsning av pulvret visade sig ha betydande inverkan. Koppar och nickel testades för flera prov i syfte att bestämma repro- ducerbarheten. Koppar var mindre reproducerbar, vilket 7809S3Û~4 eventuellt berodde på en partiell oxidation av kopparn vid högre temperaturer.

Vid ett försök att studera upprepningsfaktorn då man väljer pulver användes den tidigare beskrivna prov- anordningen för en serie försök, där kylröret formades på identiskt sätt och värmeströmningsegenskaperna styrdes omsorgsfullt så att man fick jämförbara resultat. Dessa resultat ges i tabell 3 nedan. Observera åter att press- kraften var 41,3 MPa, vilket är ett annat tryck än vad som användes i de tidigare exemplen. ' TABELL 3 UPPREPNINGSTEST Material: <0,l5 mm 3l6L rostfitt stål, pressat i 1 cm vid 4l,3 MPa rör (ø 0,6 cm) i ett hål (ø 1,3 Cm) Temperatur: 343°C, vattentemperatur 29°C. 3 Rör: (ø 0,6 cm, SS3l6) i ett hål (1,3 cm) Test _ i _ U o w _1_<§_ m.h.°c m2.n.°c 1 3,510 711,9 2 3,541 707,8 3 3,255 656,6 4 3,485 697,5 3,435 685,3 6 53,504 705,7 medelvärde 3,454 standardavvikelse 3,0 % Effekten av det tryck, som användes för att kompri- mera pulvret, på värmeledningsförmågan för 3l6SS och nickel visas i tabell_4. ?8Û953Û“h ll TABELL 4 EFFEKT AV TRYCKET PÅ VÄRMELEDNINGSFÖRMÅGAN 35255 -100 ss 316L AN10o nickel MPa kp _ kp 63,9 3,243 6,422 3,311 7,794 3,136 2,943 7.103 3 13,6 3 3,60 I 5,1 3 137,6 4,745 11,343 ,792 11,335 ,275 ' 5,267 11,341 ¿ 0,3 3 ,262 ,269 ¿ 7,0 2 206,7 6,759 10,911 7,364 13,530 7,432 10,475 7,301 13,213 -7,226 3 4,5 3 12,034 ¿ 11,3 3 275,6 3,536 Av det föregående framgår att trycket är en viktig faktor för kylsystemets värmeledningsförmâga.

En annan faktor som bör tas med i beräkningen då man väljer utformning och parametrar för den vattenkylda formen enligt uppfinningen vid en viss utformning av formen är sammansättningen av det använda partikelformade materialet såsom komprimerat skikt 16. Förutom rena sammansättningar har man studerat olika blandningar av pulvermaterial.

Följande tabell 5 ger jämförelser av k -värden för olika blandningar av aluminium- och nickelpulveri.3l6Lrost- frittstâl,som komprimeras vid 206,7 MPa i 1 cm3 i den tidigare beskrivna provanordningen: portioner ' 78Û953Û~ß 12 TABELL 5 _A¿_ _1¿1__ 31sss kJ/n.m.°c o o 1oo 7,226 o 1oo o 12,o34 1oo o o 23,693 1o o eo 14,341 -1o o eo 14,403- o '15 21,074 -.- 22,945 o 75 20,513 - 21,573 1o 3o . so' 15,115 Föregående diskussion och förklaringar antas ge en klar förståelse av ändamålen med uppfinningen.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är sålunda att tillhandahålla ett system för kylning av glasformar, vilket system är reproducerbart i så motto att man genom att använda metoder, som kan upprepas, känner formens värmeöverföringsegenskaper.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att tillhanda- hålla ett kylningssystem för formar, vilket system är l enkelt att utföra och ej inbegriper nâgra komplicerade rörliga element, som kan ge oförutsägbara resultat.

Sammanfattning av uppfinningen För att uppnå dessa ändamål har man en form för form- ning av glas, vilken form har en formande yta för formning av smält glas, en ledning för flytande kylmedel anordnad så att den kommunicerar vad beträffar värmeöverföring med formningsytan, och en värmeisolator anordnad i kommunika- tionsbanan mellan formningsytan och ledningen för regle- ring av värmeströmmen från formningsytan till ledningen, varvid förbättringen enligt uppfinningen består däri att värmeisolatorn inbegriper ett styvt, poröst sammansatt skikt av pressat partikelformigt material.

Kort beskrivning av ritningarna Fig l är en perspektivvy av en föredragen utförings- form av kylningssystemet enligt uppfinningen.

Fig 2 visar ett tvärsnitt längs linjen 2-2 i fig l. 7809530-4 13 Fig 3 är ett tvärsnitt, som liknar fig 2 som visar en andra utföringsform av uppfinningen, fig 4 är ett tvärsnitt, som liknar fig 2 och visar en tredje utförings- form av uppfinningen, fig.5 är likaledes ett tvärsnitt, som liknar fig 2 och som visar en fjärde utföringsform av uppfinningen, fig 6 visar ett diagram, varav framgår sambandet mellan värmeledningsförmâgan och sammansätt- ningen hos olika pulverblandningar och fig 7 visar ett diagram, som avser sambandet mellan värmeledningsför- mågan och presstrycket.

Då vi nu beskrivet'några av de parametrar och de överväganden, som måste göras vid utformningen av isole- ringsrören med pressat pulver hänvisas till figurerna 6 och 7, som visar kurvor, som användes vid utformning av värmeöverföringsrör med pressat pulver. Man kan lätt se att värmeöverföringsrören kan göras av ett stort antal pulver. Metaller, grafit, sand och olika oorganiska mate- rial har använts med framgång. De rör, som framställts och testats, har värmeledningsförmâgor från 0,6 för dia- tomacëjora till 237 kJ/m.n.°c för grafit, vilket ger vär- meöverföringskoefficienter från 327 till 6648 kJ/m2.h.°C.

De punkter, som visas på de kurvor, sm visas i fig 6, avser medelvärden för flera tester, som genomförs i den provanordning, som visas ovan, och ej enskilda absoluta värden.

Om man speciellt ser på fig 6 är de föredragna syste- men grafit i nickel'för värmeledningsförmågor mellan 18,7 och 49,9. Inom området 8,1-18,7 är grafit (-100 mesh <0,l5 mm) i rostfritt stål mest lovande. Inom området 3,1- 8,1 anses ett system av rostfritt stål i (-l0O mesh, <0,l5 mm) pulver vid tryck varierande från 68,9 till 275,6 MPa bäst och för system där värmeledningsförmâgan önskas falla inom intervallet 0,6 - 3,7 grafit i diatomacê- jord såsom Celite 320.

De fem kurvor, som visas i fig 6, beskriver fem all- männa exempel på blandningar av metallpulver,av grafit i kombination med metallpulver och av grafit och i kombina- tion med pulverisad diatomacéjord såsom förklarats tidigare. , 7809l53Û-h 14 Celite 320 är såsom tidigare förklarats en diatomacê- jordprodukt från Johns Manville, Inc. med följande egen- skaper: vit Densitet: torr 313 kg/m3, våt 321 kg/m3 Procent kvarhâllen vid siktanalys med maskvidd Färg: 0,10 mm: _50 % pH: 10 Specifik vikt: 2,30 Kemisk analys: Si02 8§,6 Al203 4,0 Fe203 1,3 2205 0,2 TiO2 0,2 CaO 0,5 Mg0 0,6 Na20+K20 3,3 Grafitpulver, som blandas med Celite i det exempel, som visas i diagrammet i fig 6, är ett komersiellt gra- fitpulver som säljes av UCAR, Niagara Falls, New York, under katalogbeteckningen nr GP BB-S med en sådan finlek att minst 50 % passerar genom en sikt med maskvidden 0,42 mm och blir kvar på en sikt med maskvidden 0,21 mm.

Grafitens totala askhalt är mindre än 2 %. Siktarna är Tyler-standard.

Den metod, som följdes då man framställde röret med pulveriserat partikelmaterial och provningen av röret i vilket diatomacêjord (Celite 320) och grafit kombinerades,“ var följande: Steg l: De erfordrade viktmängderna av varje material placerades i en stor bägare eller behållare.

Steg 2: Materialen blandades torra tills blandningen syntes ha jämn färg. Man bör påminna sig att grafitpulv- ret är svart och diatomacejorden vit. _ Steg 3: Det blandade partikelformiga materialet place- rades i den ringformade kammare, som bildats av hålet och det koncentriskt anordnade röret av rostfritt stål i den 20_ 78095304: provanordning, som beskrivits ovan. Materialet tillsattes i 2cm3 portioner och varje portion underkastades ett tryck på 206,7 MPa på en ringformad press.

Steg 4: Provenheterna uppvärmdes till 343°C, var- vid vatten av laboratorietemperatur (approximativt 85 %) bringades cirkulera genom röret av r0Stfritt Stål. I Steg 5: Då systemet uppnått värmejämvikt avlästes temperaturerna från termoelement anordnade inom prov- blocket på exakta ställen i förhållande till hålet och temperaturen på inkommande och utgående vatten togs.

Steg 6: Systemet värmechockades genom att vatten avtappades från systemet i 5 min, varefter det tillfördes igen och steg 5 upprepades. _ Dessa uppgifter användes sedan för att beräkna värme- iedningsfömågan i kJ/n.m.°c och meaeiväraei; för fiera provningar, som mätts sedan resultaten överensstämde un- der identiska betingelser för de steg, som angivits ovan, användes för att avsätta en enda punkt på den kurva, som är märkt "grafit i Celite 320" i fig 6, liksom de övriga fyra kurvorna, som visas i fig 6 och kurvan i fig 7.

EXEMPEL l I detta exempel följdes de sex stegen ovan varvid vikthalten grafit tillsats var 20 %. Resultatet var ett medelvärde på k på 4,209 kJ/h.m.°C.

EXEMPEL 2 , Samma förfarande och beståndsdelar somziexempelllmed vikt% grafit tillsatt till diatomacejord. Ett medel- värde på 2,400 erhölls.

EXEMPEL 3 Samma förfarande och beståndsdelarsom:íexempell och 2, med S vikt% grafit blandad med diatomacéjord. Ett medelvärde pâ 1,839 erhölls.

EXEMPEL 4 Samma förfarande som i exemplen l- 3, med det undan- taget att ingen grafit tillsattes till diatomacéjorden.

Ett medelvärde på 1,496 erhölls. Fig 6 visar den procen- tuella tillsatsen mot värmeledningsförmågan i exemplen 1- 4, betecknaa "grafit i ceiite 32o". “ ' 'ïöüšäššü-læ p 16 Exempel 5 D Samma förfarande som anges i exempel 1, men be- ståndsdelarna har ändrats till (-100 mesh, <0,l5 mm) aluminiumpulver, som tillsatts till (-l0O mesh, <0,l5 mm) rostfritt stål. Aluminiumpulvret uppgår till 26 vikt och medelvärdet pa k var 21,823 kJ/n.m.°c. ' EXEMPEL 6 Samma förfarande och beståndsdelar som anges i exempel 5, men aluminiumet uppgick till 10 vikt% och medelvärdet på k var l4,34l kJ/h.m.°C.

EXEMPEL 7 ' V Samma förfarande och beståndsdelar som i exempel 6, men aluminiumtillsatsen var 5 vikt% och medelvärdet på k var 11,223 kJ/rtmflc.

EXEMPEL 8 Samma förfarande som anges i exempel 5 med det undan- tillsattes till det rostfria stålet och medelvärdet på k var 7,482 kJ/h.m.°C. Resul- taten för exemplen 5 - 8 återges i fig 6 och betecknas "alumininm i rostfritt stål". 2 EXEMPEL 9 Samma förfarande som i stegen l-6 ovan följdes men grafitpulver användes såsom tillsats till ett pulver av rostfritt stål (-100 mesh, <0,l5 mm). Den pulveriserade grafiten uppgick till 8 vikt% och medelvärdet på k var ,564 kJ/n.m.°c. ' EXEMPEL IO Samma förfarande och beståndsdelar som i exempel 9, taget att ingen aluminium men vikthalten grafittillsats var 5 % och medelvärdet på k var 18,1 kJ/h.m.°c.

EXEMPEL ll Samma förfarande och beståndsdelar, som anges i exem- pel 9, men viktprocenten grafit var 2 % och medelvärdet på k var ll,8 kJ/h.m.°C.

EXEMPEL 12 Samma förfarande och beståndsdelar som anges i exem- pel 9, men vikthalten grafittillsats var l %_och medel- värdet på k var 10,0 kJ/h.m.°C. De erhållna resultaten 78095304; 17 för exemplen 8- 12 anges i fig 6 ochabetecknas "grafit i rostfritt stål".

EXEMPEL 13 _ Samma förfarande som anges i-exempel 5, varvid nickel användes såsom kontinuerligt medium i stället för rostfritt stål. Aluminiumtillsatsen uppgick tilll5 vikt% och medelvärdet på k var 21,8 kJ/h.m.°C.

EXEMPEL 14 _ Samma förfarande och beståndsdelar som anges i exem- pel 13, men vikthalten aluminium var 10 % och medelvärdet på k var 21,2 ka/n.m.°c. 6 EXEMPEL 15 Samma förfarande och bestândelar som anges i exem- pel l3, men vikthalten aluminium uppgick till 5 % och medelvärdet på k var 17,5 kH/h.m.°C. _ EXEMPEL 16 Samma förfarande som anges i exempel 13, men ingen aluminium tillsattes och medelvärdet på k för rent nickel var 12,0 kJ/h.m.°C. En kurva över exemplen 13-16 ges i fig 6 och beteckas "aluminium i nickel".

EXEMPEL l7 Samma förfarande som anges i exempel 13, men grafit- pulver användes såsom tillsats till nickelpulvret. Gra- fiten var av samma kvalitet och finhet som används i tidigare exempel. Grafiten användes i en vikthalt av 8 % och medelvärdet på k var 49,9 kJ/h.m.°C.

EXEMPEL 18 Samma förfarande och beståndsdelar som anges i exem- pel 17, men vikthalten grafit var 2 % och medelvärdet på k var 20,6 kJ/h.m.°C. De resultat, som erhölls för k-vär- dena för exemplen 16- 18 visas på fig 6 och betecknas "grafit i nickel".

De resultat, som anges i tabell 4 under rubriken (-100 mesh, att göra upp den kurva, som visas i fig 7. Också här är de k-värden vid trycknivåerna 68,9 MPa till 275,6 MPa, som användes för att göra upp kurvan i fig 7, medelvärden, som erhållits ur flera provkörningar, där pulvret infördes » ' ?sd9ssu-A 18 i rör och rören testades med den metod, som angivits 'ovan i stegen 2- 6. I stället för att numrera varje prov- körning såsom ett separat exempel bör det anses klart och riktigt att enbart ange att fig 7 är en grafisk representation av en del av de data, som angesi.tabell4.

Såsom framgår av fig 6 är aluminium- eller grafit- pulver, som'tillsatts till pulver av 316 rostfritt stål eller nickel, utmärkt för värmeledningsförmåg0r in0m Om' rådet 8,1 till 49,9 kJ/m.h.°C. Om man betraktar värme- ledningsförmâgan inom intervallet 0,6 till 49,9 kd/m,h.°C visar den nedre kurvan i fig 6 att intervallet delvis täckes av blandningar diatomacêjord och grafit, varvid diatomacëjorden är den kontinuerliga fasen och grafiten tillsatsen. Intervallet för värmeledningsförmågan för detta material är approximativt 1,2 till 4,4. Andra kva- liteter av diatomacéjord kan användas för värmelednings- förmågor så låga som 0,6 kJ/m.h.°C.

Fig 7 visar hur man kan uppnå vissa värmelednings- förmågor från 3,1 till 8,1 kJ/m.h.°C genom att variera det tryck, som användes för att komprimera pulvret av rostfritt stål. För intervallet 8,1 till 18,7 kJ/m.h.°C kan en blandning av rostfritt stål (316) och grafit an- vändas enligt kurvan i fig 6. Därtill ger nickel med gra- fit såsom en tillsats värmeledningsförmågor inom omrâdet 18,7 - 49,9 kJ/m.h.°c.

Då det pulveriserade materialet kan väljas beroende på den önskade värmeledningsförmågan och kan utgöras av blandningar av olika metaller och/eller grafit, bör man komma ihåg att för de flesta användningar spänner värme- ledningsförmâgor mellan 0,6 och 237 kJ/m.h.°C över de mest användbara intervallen för glasformar och om man kommer ihåg detta är det mycket möjligt att blandningar av diatomacéjord och grafit ger hela intervallet av öns- kade värmeledningsförmågor. En blick på fig 6 tyder på att det måste finnas ett område, där kp ändrar sig så snabbt med sammansättningen att reproducerbarheten blir lidande. _ Från praktisk synpunkt är det också önskvärt att alla rören göres med samma pressningstryck så att man 19 - 78095304: undviker att komplicera instruktionerna för genomförandet av uppfinningen i anläggningen för formning av glas- behållaren.

Förutom de angivna exemplen, där vissa material an- vändes såsom partikulärt medium, användes och provades också andra material. Dessa andra material är av olika skäl inte lika lämpliga och följande tabell 6 ges i syf- te att lämna fullständig information. Tabellens högra spalt ger en kort förklaring varför materialet ej är så Intervall för värme- ledningsförmâgainkl i andra material För hög värmeled- Svåra att packa täck- ta av rostfritt stål Ingen fördel i jäm- förelse med före- dragna material lämpligt.

TABELL 6 VARIERANDE RÖR MED PRESSAT PULVER Material Intervallförvärme- Status (kronologiskt) ledningsförmåga Aluminiumpulver 2,5 - 13,7 Instabila rör Stålull ll,2 Svåra att packa 316 rostfri stålull 3,7 -"- 60 % SS-20 % Ni 15,7 % A-1 Grafit 240,7 ningsförmåga Talk 9,6 Sand 2,7 Bränd keramik 1,06 -"- Gjutbart harts l,87 - 2,12 -“- Hällt gjutbart harts (cement) ~---- Diatomacëjord- grafit av 0,62 - 3,99 olika slag Fungerar ej Kastades till förmån för bättre kvali- teter 7809330-4 Enligt föreliggande uppfinningochi.a1lautförings- former därav packas pulvermaterialet inom en passage, som bildas i formen eller formhållaren och såsom angi- vits ovan,har det sätt, på vilket pulvret pressas i en ringformad kammare, som bildas mellan passageväggen och ett centralt rör, avsevärd inverkan på formningsenhetens värmeledningsförmåga. I detta avseende liknar pressnings- förfarande enligt uppfinningen den pressningsprocess, som användes inom pulvermetallurgin, fastän någon sin- tringsoperation användes ej enligt uppfinningen, efter- som detta skulle ha en sådan verkan att det pressade materialet skulle konsolidera och värmeledningsförmågan skulle ökas utöver vad som önskas. Pressningsförfarandet enligt uppfinningen inbegriper en komprimering av pulvret oi en form med en rampress för bildning av en typ, som inom en pulvermetallurgiska terminologin betecknas "en 'rå presskropp".

I fig 1 betecknar 10 en glasformkonstruktion, som består av järn, stål eller annat material, som konven- tionellt användes för formning av glas; Formen 10 visas såsom sammansatt av en glasformande form 12. Formen 12 är formad med en hålighet med en polerad, formbestämmande yta 13, som i kombination med en kompletterande formhalva formar den hålighet, som har formen av den flaska som formas..

Formkombinationen är av den typ, som vanligen beteck- nas som formkombination med dubbel hålighet och har en delad uppbyggnad. Den fullständiga formkombinationen inbegriper en annan formhalva för varje hålighet, som är identisk med den formhalva, som visas i fig 1.

Glasformen 12 är försedd med ett flertal ledningar14 *för flytande kylmedel, vilka ledningar är införda i ver- tikala passager 15 i formen. Såsom framgår av fig l har formen två uppsättningar med fyra passager 15, varvid var- je uppsättning motsvarar en separat formhalva. Ledningarl4, i form av konventionella metallrör, såsom kopparrör för effektiv värmeöverföring, är anordnade i varje passage, Varje rör 14 är vanligen placerat koncentriskt i förhål- ss' 780953Û“í+ 21 lande till passagen l5 och den bildade ringformade kam- maren fylls på det sätt, som tidigare beskrivits, med ett pressat pulver, varvid man erhåller ett ringformigt, styvt, poröst sammansatt skikt 16 såsom visas i fig 2 på ritningarna. Detta skikt 16 kommer därför att befinna sig i värmeöverföringsbanan från den glasformande ytanl3 till ledningen 14. Skiktet 16 får en värmeledningsförmåga (kp-värde) mellan cirka 0,06 och cirka 62 kJ/m.h.°C och dess tjocklek kan vara reglerbar så att man får den öns- kade totala värmeöverföringskoeffienten (U). Det bör framhållas att den faktiska tjockleken hos skiktet ej behöver vara jämn och det kan i själva verket vara lämp- ligt att ha tjockare eller tunnare skikt på olika ställen längs formens profil för att få olika värmeöverförings- hastigheter för åstadkommande av effektivast möjliga bildning av flaskan eller behållaren. Exempelvis kan vär- meöverföringshastigheten från den glasformande ytans hals- parti vara helt annorlunda än värmeöverföringshastigheten vid glasbehållarens sidovägg eller botten.

Såsom framgår av fig l uppdelas ledningarna med kyl- medel vid 17 för fördelning av kylvattnet till formarna.

Ett returrör 18 med kylmedel i fig l, 2 och 3 visas sträc- ka sig koaxiellt och väsentligen genom ledningens 14 hela längd. Returrör 18 från de många platserna uppdelas vid 19. Enskilda anslutningar till förgreningsrören 17 och 19 betecknas 2l respektive 22 och är sin tur anslutna genom böjliga rörsektioner 24 och 25 till relativt fasta led- ningar 26 och 27. Ledningarna 26 och 27 sträcker sig till motsatta sidor av en enhet 28 för pumpning och cirkula- tion av kylmedel. I det cirkulationssystem, som åskådlig- göres på fig 1 passerar utloppsledningarna 27 från enheten för kylning och pumpning av fluidum genom schematiskt vi- sade styrventiler 30 och 31, vilka har till uppgift att styra kylvätskans strömningshastighet för att mera exakt styra en hastighet, med vilken värme avlägsnas från form- halvorna 10. Att styra strömmen är ej något absolut krav för att formar av denna typ skall fungera riktigt men de är önskvärda för att ge den exakthet eller "fininställning" 110 'íöÜ953Ü-Læ 22 som är nödvändig för att man skall få exakta värmeöver- föringsegenskaper då hastigheten för glasformningen ändras eller justeras.

En alternativ utföringsform av uppfinningen visas _i fig 3, vari formen 12 har en passage 32, som sträcker sig fullständigt från formens övre del till dess botten.

Inom passagen 32 är ett metallrör 33 koaxiellt anordnat i förhållande till passagen och mellan metallröret 33 I och passagens vägg är anordnat pressat partikulärt mate- rial 16 liksom i utföringsformen i fig 2. Enligt denna speciella utföringsform kommer vattnet att cirkulera genom röret 33, och eftersom röret 33 kan ha väsentligen samma diameter som röret 14 i fig 2, kommer systemets värmeledningsförmâga att vara väsentligen densamma som i fig 2. Utföringsformerna i fig 4 och 5 visar uppfin- ningen tillämpad på formhâllare, i. vilka passagerna är bildade i formhâllarna.

Vad beträffar fig -4 och 5 kanman se att uppfinningen, även om dessa utföringsformen ej är lika fördelaktiga, kan tillämpas genom att man anordnar kylrör i en form- hållare ll i stället för i själva formen. Också här kom- mer rören 14 och 33, som sträcker sig in i de passager, som bildas i formhâllaren, att tillföras vatten eller annat lämpligt flytande kylmedel för att föra bort värme från den yta 13 i formen 12, som står i kontakt med det smälta glaset. ' j Medan utföringsformen i fig 1 visar fyra kylrör för varje formhalva bör man komma ihåg att antalet rör kan vara större eller mindre, varvid det viktiga är att an- talet rör och deras placering måste vara sådan att man får relativt jämn eller reglerbart ojämn kylning på form- ningsytan 13 i formen.

Parametrarna i ett formkylningssystem, såsom det som visas i fig 1, måste ta hänsyn till de temperaturer, som förekommer formarna under den normala formningscykeln, t ex vid formning av glasbehållare för drycker.

Den speciella form, som visas i fig 1-Sjkommer vid normal drift då den användes för-framställning av öl- lO 78Ü955(š~¿e 23 flaskor för engângsbruk att uppnå en temperatur vid stationärt tillstànd mellan 343°c och 399°c 1 en punkt omedelbart bakom formningsytan 13.

Såsom framgår av tabell l kommer vattnet, som ström- mar i testsystemet, att nära överensstämma med form- situationen i fig 3 och 5 och kylvattentemperaturen ökas 6,7 till ll,l°C genom det uppvärmda block, som simulerar form.

Man bör också komma ihåg att trots att uppfinningen visats särskilt för "uppdelade" formar, som för närvarande användes, kan formar av typen “formar i ett stycke", och principen enligt uppfinningen likaväl tillämpas på sådana formar "i ett stycke" och/eller deras hållare.

Claims (12)

10 15 20 25 30 vsfløšsn-4 ZH PATENTKRAV

1. Form för formning av glas, vilken form (10, 12) har en formningsyta (13) för formning av smält glas, en ledning (14) för flytande kylmedel i värmeväxlingskommuni- ;kation med formningsytan och ett värmeisolerande organ Vanordnat i värmeväxlingskommunikationsbanan mellan form? ningsytan (13) och ledningen (14) för reglering av värme- flödet från formningsytan till ledningen, k ä n n e - t e c k n a d därav, att det värmeisolerande organet inbegriper ett fast stelt, poröst sammansatt skikt (16) av pressat partikelformigt material.

2. Form enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d därav, att det partikelformiga materialet utgöres av metallpartiklar.

3. Form enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d därav, att det partikelformiga materialet utgöres av en blandning av pulveriserad aluminium och rostfritt stål.

4. Form enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d därav, att det partikelformiga materialet utgöres av en blandning av pulveriserat nickel och aluminium.

5. Form enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d därav, att det partikelformiga materialet utgöres av - partiklar av svårsmält oxid. k ä n n e t e c k n a d därav, att det partikelformiga materialet utgöres av en

6. Form enligt krav l, blandning av pulveriserad metall och grafit.

7. Form enligt krav l, k ä n n e t e c k'n a d därav, att det partikelformiga materialet utgöres av en blandning av grafit och diatomacëjord.

8. Form enligt krav 1, kgä n n e t e c k n a d därav, att det flytande kylmedlet är vatten, och att skiktet (16) av pressat partikelformigt material utgöres av ett skikt av pressat metallpulver, vilket skikt har en värmeledningsförmâga (k ) inom intervallet ca 0,6 till ca so ka/m2.h.°c/m. '?80953Û-¿f 25

9. Form enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d därav, att ledningen (14) är rörformad och att det sammansatta skiktet (16) formar ett hölje runt den rör- formade ledningen . 5

10. Form enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d därav, att det sammansatta skiktet (16) utgöres av a pulveriserade partiklar, som utgöres av rostfritt stål, aluminium, grafit, diatomacëjord och/eller blandningar därav. 10

11. ll. Form enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a d därav, att det sammansatta skiktet (lå) utgöres av pulveriserat rostfritt stål, som packats vid ett tryck av 68,9 till 275,6 MPa till en värmeledningsförmåga mellan 1,9 och 8,7 kJ/m2.h.°C/m. 15

12. Sätt att forma en vätskeskyld form, k ä n n e - t e c k n a t därav, att man anordnar ett flertal vertikala passager i en form för formning av glas på lika avstånd från form- ningshåligheten däri, 20 att man i den angivna passagen koaxiellt placerar ett rör med mindre diameter än passagen, att man pressar ett isolerande medium av pulvriserat partikelformigt material i den ringformade kanal, som bildas mellan passagen och röret, 25 ocn att man ansluter röret till en källa för flytan- de kylmedel. -_.._.__.._........._.._._. ...__ r _